— Теплотехнические расчеты многолетнемерзлых грунтов

Теплогидротехнические расчеты необходимы для  оценки прогноза динамики температурно-прочностного режима грунтов основания на период строительства и эксплуатации сооружения. Данная работа не только регламентируется в нормативных документах как обязательная для проведения (СНиП 2.02.04-88; СП 11-105-97 часть 4; РСН 67-87), но и является реально необходимой, особенно на территории со сложными геокриологическими условиями (не сливающийся тип многолетнемерзлых пород (ММП), участки с перелетками или таликами, участки с засоленными мерзлыми породами,участки с сильнольдистыми породами и т.д.).

Данная работа необходима как изыскателям (прогнозирование опасных криогенных процессов и явлений), так и проектировщикам (разработать мероприятия по сохранению устойчивости сооружений).

На данный момент наша организация выполняет следующие работы:

— Моделирование активизации опасных криогенных процессов.

— Расчеты теплового влияния  линейных и площадных объектов  на температурно-прочностной режим грунтов.

— Разработка  проектов  термостабилизации грунтов с помощью искусственной системы охлаждения.

Задача моделирования температурного поля решается энтальпийным конечно-разностным методом или методом конечных элементов по явной двухслойной схеме (чехарда — leapfrog). Суть схемы сводится к определению энтальпии и температуры на временном шаге l (эль) и дальнейшем расчете этих параметров на шаге времени l+1 (эль плюс один).  Алгоритм этого расчета представлен в нормативном документе РСН 67-87. Отличием расчетов нестационарного температурного поля в многолетнемерзлых грунтах от расчета температурного поля в ограждающих конструкциях является наличие фазового перехода и кривой незамерзшей воды.

termostabilizaciya-rezervuar

Проведения моделирования подразумевает:

1) Деление ранее выделенных инженерно-геологических элементов на инженерно-геокриологические элементы на основании теплофизических характеристик (теплоемкость, теплопроводность, теплота фазового перехода, кривая незамерзшей воды).

2) Выделение на инженерно-геологических профилях зон с различными литокриогенными разрезами по трем признакам: тип многолетнемерзлых грунтов (ММГ), тип грунта в активном слое (СТС-СМС) и тип грунта в мерзлой зоне.

3) Деление литокриогенных разрезов на зоны с различным температурным режимом (температура на глубине нулевой амплитуды).

4) Проведение нулевого цикла (предмоделирования) для подбора граничных условий на поверхности земли к каждому выделенному элементу геокриологических условий.

5) Определение размера расчетной области в трехмерном пространстве и разбивка расчетной области на блоки.

6) Определение условий необходимых прогнозировать (снятие дернового или торфяного покрова, строительство сооружения, ветровое перераспределение снега, насыпь, котлован, уплотнение снега, термостабилизация, прорыв плотины, фильтрация воды и многое другое)

7) Внесение всех данных в модель с различными граничными условиями и на различный период расчета.

8) Выделение участков подверженным тем или иным неблагоприятным воздействиям (подвижка склона, протаивание грунта или повышение температуры, потеря несущей способности свай, аградация мерзлоты).

9) По желанию заказчика составление проекта ликвидации неблагоприятных явлений до их возникновения.

 

 

 

Comments are closed.

Яндекс.Метрика